Carbon-Keramik

Bei Carbon-Keramik handelt es sich um einen mit Kohlenstofffasern verstärkten keramischen Siliziumcarbid-Verbundwerkstoff.

Eine korrektere Werkstoffbezeichnung wäre „kohlenstofffaserverstärktes Siliciumcarbid“ oder „C-Faserverstärktes SiC“ oder, wie es in der Klasse der Verbundkeramiken eingeführt ist, kurz C/SiC.

Anwendung

Zum Großteil wird Carbon-Keramik in Luxus- sowie Sportautomobilen für Bremsbeläge und Bremsscheiben verwendet. Dabei spielen Faktoren wie Haltbarkeit und Effizienz eine große Rolle.

Außerdem spielt der Werkstoff in Entwicklungen der Raumfahrt als Ersatz für die zurzeit eingesetzten keramischen Kacheln oder ablativen Systeme eine Rolle, die Landekapseln von Raumschiffen wie Sojus oder Raumgleiter wie das Space Shuttle vor der Hitze beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre schützen. Hier ist die Gewichtseinsparung, die Beständigkeit gegenüber Thermoschockbelastungen und die potentielle mehrfache Wiederverwendbarkeit von großem Interesse. Bei den meist verwendeten ablativen Systemen handelt es sich um Materialkombinationen, die beim Wiedereintritt durch die Hitze kontrolliert abbrennen und nicht wiederverwendbar sind.

Vorteile

Die Carbon-Keramik-Bremsbeläge oder Bremsscheiben erzielen hohe und gleich bleibende Reibwerte, unabhängig von der Oberflächenfeuchtigkeit und der Temperatur, das heißt es gibt keinen Fading-Effekt. Sie halten sehr lange, bei normaler Fahrweise ein Autoleben lang (bis zu 300.000 km werden von Herstellern genannt). Dank der Korrosionsbeständigkeit des Materials (keine Salzkorrosion im Winter) wird die Lebensdauer der Bremsscheibe verlängert.

Außerdem sind sie bis zu 70 % leichter als herkömmliche Bremsscheiben. Dies verringert das Gewicht des Fahrwerks und bedeutet eine Verringerung der ungefederten Massen mit einer Verbesserung des Fahrbahnkontaktes der Räder. Weiterhin bietet Carbon-Keramik eine sehr geringe Dichte in Verbindung mit hoher spezifischer Festigkeit (die absoluten Festigkeitswerte dieser Keramik sind niedriger als die von Stahl).

Nachteile

Carbon-Keramik hat zurzeit erheblich höhere Produktionskosten als die herkömmlich verwendeten Metalle. Zurzeit werden deshalb Bremsscheiben aus diesem Material auch nur für Sport- und Luxusfahrzeuge der sehr gehobenen Preisklasse angeboten. Ob solche Scheiben sich auch im Bereich von Mittelklassefahrzeugen durchsetzen, bleibt abzuwarten. Aktuelle Informationen über den Stand können auf den Internetseiten der Scheibenhersteller und Fahrzeuganbieter nachgelesen werden.

Bei starker Belastung beginnen auch diese keramischen Scheiben, wie alle Scheiben, zu glühen. Wegen der schlechteren Wärmeleitung dieser Keramik steigen die Temperaturen sogar höher als bei metallischen Scheiben (1300° Celsius). Die unmittelbare Umgebung solcher Bremsscheiben muss deshalb auf ein höheres Temperaturniveau vorbereitet sein, was von den Bremssystemherstellern auch durch konstruktive Maßnahmen sichergestellt wird.

Fahrzeuge mit Carbon-Keramik-Bremsen

Carbon-Keramik-Bremse für PKW.

Carbon-Keramik-Bremse eines Porsche Carrera GT

Folgende Fahrzeuge wurden oder werden ab Herstellerwerk serienmäßig oder optional mit einer Carbon-Keramik-Bremsanlage ausgestattet:

• Aston Martin
  • DBS (2007er Modell) (serienmäßig)

• Audi
  • A8 W12 und S8 (optional)
  • Q7 V12 TDI (serienmäßig)
  • R8 (optional)
  • RS4 (optional an der Vorderachse)
  • RS5 (optional an der Vorderachse)
  • RS6 (optional)

• Bentley
  • Arnage T (optional)
  • Brooklands (optional)
  • Continental Flying Spur (optional)
  • Continental GT (optional)
  • Continental GTC (optional)

• Bugatti
  • Veyron 16.4 (serienmäßig)

• Corvette
  • Corvette ZR1 (serienmäßig)

• Ferrari
  • 599 GTB (serienmäßig)
  • 612 Scaglietti (serienmäßig)
  • California (serienmäßig)
  • Enzo Ferrari (serienmäßig)
  • F430 (optional)
  • 458 Italia (serienmäßig)

• Koenigsegg
  • CCX (serienmäßig)

• Lamborghini
  • Gallardo (optional)
  • Murciélago (optional)

• Lexus
  • LFA (serienmäßig)

• Mercedes-Benz
  • CL 55 AMG F1 Edition (serienmäßig)
  • E 63 AMG (optional)
  • SLR McLaren (serienmäßig)
  • SLS AMG (optional)
  • CLS 63 AMG (optional)

• Porsche
  • 911 ab Typ 996 (optional)
  • 911 GT2 ab Typ 996 (serienmäßig)
  • 911 GT3 ab Typ 996 (optional)
  • Boxster S ab Typ 987 (optional)
  • Carrera GT (serienmäßig)
  • Cayenne (optional)
  • Cayman S (optional)
  • Panamera (optional)

• Volkswagen
  • Phaeton W12 (optional an der Vorderachse)

Hersteller

Folgende Hersteller produzieren Halbzeuge oder Fertigteile aus Carbon-Keramik

• Mov 'it, deutscher Bremsscheibenhersteller
• SGL Carbon, Laborgeräte und Bremsscheiben
• Brembo, italienischer Bremsscheibenhersteller (ohne Keramik Reibbelag)

Siehe auch

• Keramische Faserverbundwerkstoffe